第八章:酶促反应动力学1.ppt
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v 1 2 3 1 2 3 [E] 1. 反应体系中不加I 2.反应体系中加入一定量的不可逆抑制剂 3.反应体系中加入一定量的可逆抑制剂 (1) 竟争性抑制 某些抑制剂的化学结构与底物相似,因而能与底物竟争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后,底物被排斥在反应中心之外,其结果是酶促反应被抑制了。 竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度,即提高底物的竞争能力来消除。 S + E ES E + P + I ↑↓ EI v = ——————— V[S] km(1+[I ]/ki)+[S] [S] v km km 无 I 有 I 加入竞争性抑制剂后,Km 变大,Vmax不变。 无抑制剂 竞争性抑制剂 1/Vmax (2) 非竞争性抑制: 抑制剂可与酶活性中心以外的必需基团结合,这种结合不影响酶与底物的结合;而酶与底物的结合,也不影响酶与抑制剂的结合。 底物与抑制剂之间无竞争关系。但酶-底物-抑制剂复合物(ESI)不能进一步变成产物。 如某些金属离子(Cu2+、Ag+、Hg2+)以及EDTA等,通常能与酶分子的调控部位中的-SH基团作用,改变酶的空间构象,引起非竞争性抑制。 特点:抑制程度取决于抑制剂的浓度。不论底物浓度增加到何种程度,只要有抑制剂I的存在,[IES]就不可能解脱出来,所以[S]的增加并不能减低I对酶的抑制程度。 * * 第八章:酶促反应动力学 1.底物浓度对酶反应的影响 2.酶的抑制作用 3.温度对酶反应的影响 4.pH对酶反应的影响 5.抑制剂对酶反应的影响 酶促反应动力学是研究酶促反应速度及各种理化因素对酶促反应速度影响的科学。这些因素包括底物浓度、酶浓度、pH、温度、抑制剂和激活剂等。 一.底物浓度对酶促反应速度的影响 1.米氏学说的提出 酶反应速度与低物浓度的关系 [S]代表低物浓度,v代表反应速度,Vmax代表最大反应速度,Km代表米氏常数 a. 当底物浓度较低时,v与[S]成正比一级反应b. 随底物浓度增加,v不按正比升高混合级反应c. 再加大底物浓度,零级反应,酶已被饱和 中间产物假说(--米氏学说)--酶与底物先络合成一个络合物(过渡态物质 ),络合物再分解,成为产物+游离态酶米氏方程 v = Vmax[S]/(Km +[S]) 前提:酶与底物反应的快速平衡说 米氏方程 米氏方程 反映:已知Km、vmax、v与底物浓度之间的定量关系 当反应速度等于最大速度一半时,即V = 1/2 Vmax, Km = [S] 上式表示,米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底物浓度。因此,米氏常数的单位为mol/L。 3.米氏常数的意义 1) Km值是酶的特征常数之一,只与酶的性质有关,而与酶浓度无关 2) 如果一个酶有几种底物,则对每一种底物各有一个特定的Km值Km受PH、温度影响;一种酶有几种底物就有几个Km值,其中Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。 3)1/Km可近似地(为什么?)表示酶对底物亲和力的大小, 1/Km愈大,亲和力愈大。∵1/Km↑, Km↓, Km=[S],最适底物与酶亲和力最大,不需很高的底物浓度就可以很容易达到Vmax 4) Km与KsKm≠Ks 在特殊情况K3<<K2、K1下Km=KsKs是Es的解离平衡常数,而不是E+s生成Es反应的平衡常数,∴ Ks=K2/K1 米氏公式:Km=(K2+K3)/K1 ⑴从某种意义上讲,Km是Es分解速度和Es形成速度的比值 1/Km表示形成Es趋势的大小 在某些酶的酶促反应中,形成Es的平衡迅速建立,Es形成的速度大大地超过Es分解为产物的速度 K1、K2K3 ∴Es -→ P 是最慢的 K3可忽略不计 ⑴式可简化为 Km=K2/K1 ⑵ 只有当K3极小时,才能用1/Km来说明酶与底物结合的难易程度 5)Km及Km a 在无抑制剂存在时,Es的分解速度和Es形成速度的比值符合米氏方程 Km b 其他情况,不符合米氏方程,此时的比值称表观米氏常数 Km 6)Km值与米氏方程的实际用途: a 由所要求的反应速度(应达到Vmax的百分数),求出应当加入底物的合理浓度 b 由已知的底物浓度,求出该条件下的反应速度 eg1 若要求反应速度到达Vmax的99%,其底物浓度应为: 99%=100%[S]/(Km+[S]) ∴[S]=99Km eg2 若要求反应速度达到Vmax的90%,其底物浓度应为: 90%=100%[S]/(Km+[S]) ∴[S]=90Km
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